動(dòng)物生物學(xué)5章動(dòng)物的遺傳和進(jìn)化(已修改)
2025-01-30 00:57 本頁面
【正文】 第五章 進(jìn)化理論與動(dòng)物演化 ? 地球上至少生存著 50萬到 3000萬個(gè)物種 ? 千姿百態(tài)、多種多樣、令人眼花繚亂的 多樣性 ，卻都起源于 共同的微生物祖先 。 ? 這個(gè)共同的祖先在大約 38億年前 扎根于地球，并開始遵循著由 簡(jiǎn)單向復(fù)雜，由低等向高等 的規(guī)律進(jìn)化。 ? 在漫長(zhǎng)而又曲折艱險(xiǎn)卻充滿希望的進(jìn)化歷程中，不斷有新的物種產(chǎn)生，也不斷有物種被殘酷淘汰 ? 地球生命共同的祖先是如何進(jìn)化出今天地球上如此多樣的動(dòng)物類群的 ?新物種是如何產(chǎn)生的 ?它們最終的命運(yùn)又是如何來被決定的呢 ? ? 理解 生物進(jìn)化理論 第五章 進(jìn)化理論與動(dòng)物演化 51 達(dá)爾文的進(jìn)化理論和生物進(jìn)化證據(jù) 52 小進(jìn)化 53 種和種形成 54 大進(jìn)化 55 早期動(dòng)物演化和寒武紀(jì)大爆發(fā) 56 人類的起源與進(jìn)化 51達(dá)爾文的進(jìn)化理論和生物進(jìn)化證據(jù) ? 511 進(jìn)化思想的演繹 ? 512 達(dá)爾文及其進(jìn)化理論 ? 513 生物進(jìn)化的證據(jù) ? 十八世紀(jì)以前 ， 人們對(duì)進(jìn)化論的認(rèn)識(shí)一片空白 ， 如《 圣經(jīng) 》 里的 [或 創(chuàng)世說 、 特創(chuàng)論 ]在西方學(xué)術(shù)界 、 知識(shí)界以及整個(gè)西方文化中占據(jù)著統(tǒng)治地位 。 ? 查爾斯 達(dá)爾文 （ Charles Darwin， 18091882）， 1859年發(fā)表了 《物種起源》 一書，用大量的事實(shí)證明了生物變異的普遍性、變異與遺傳的關(guān)系，提出了生存競(jìng)爭(zhēng)和自然選擇學(xué)說，證明了生命是有歷史的，而且是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低等到高等的進(jìn)化歷史。 511進(jìn)化思想的演繹 512 達(dá)爾文及其進(jìn)化理論 ? 達(dá)爾文對(duì)進(jìn)化論的貢獻(xiàn)是多方面的，最重要的是在 《 物種起源 》 中提出了兩個(gè)主要理論 : ? 共同由來學(xué)說 (theory of mon descent)和 自然選擇學(xué)說 (theory of natural selection)。 5121 共同由來學(xué)說 ? 現(xiàn)今地球上的 各種生物都起源于古老的祖先 。隨著最古老的生物經(jīng)過幾百萬年的 歷史變遷 逐漸擴(kuò)散進(jìn)入 各種棲息地 ，它們積累起了 不同的適應(yīng)性 ，并衍生出 多種多樣的生命形式 。 ? 生命進(jìn)化的歷史就好比一棵 巨大的進(jìn)化樹 ，大樹頂部的綠色枝葉代表著現(xiàn)在生存的所有生物種類，年復(fù)一年枯萎凋落的枝葉代表著在地球生命進(jìn)化的漫長(zhǎng)歲月中由于進(jìn)化失敗而走向絕滅的種類。進(jìn)化樹上的每一個(gè) 分支點(diǎn)就代表了由此而衍生出的所有進(jìn)化分支的共同祖先 。密切相關(guān)的物種，比如亞洲象和非洲象，它們的共同祖先出現(xiàn)在進(jìn)化樹最末的分支處，因此它們具有許多共同的特征 (圖 5一 l)。 5122 自然選擇學(xué)說 ? 達(dá)爾文的自然選擇理論主要 基于兩點(diǎn)觀察 。 ? 第一點(diǎn)，所有的物種都趨向于產(chǎn)生大量后代 .(自然資源的限制 )在大多數(shù)情況下，每一代中只有 一小部分的后代能夠存活下來 ，并產(chǎn)生自己的后代，而其余的則由于 饑餓、捕食、寒冷或不能交配、繁殖以及其他原因而被淘汰 。 ? 第二點(diǎn)是一個(gè)種群的個(gè)體之間存在變異 。大多數(shù)的變異是可遺傳的。子代和親代之間的相似性高于與其他成員的相似性。 ? 自然選擇的定義 :任何生物產(chǎn)生的生殖細(xì)胞或后代的數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于可能存活的個(gè)體數(shù)目 (繁殖過剩 )，而在所產(chǎn)生的后代中，那些具有 適應(yīng)環(huán)境條件的有利變異的個(gè)體有更多的生存和繁殖機(jī)會(huì)，從而使得有利變異可以被世代積累，不利變異被淘汰。 513 生物進(jìn)化的證據(jù) ? 地球生物的共同祖先進(jìn)化出今天地球上所有生物的過程是一個(gè)漫長(zhǎng)的，而且至今也末見終止的過程。這個(gè)過程已被古生物學(xué)、生物地理學(xué)、比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)以及分子生物學(xué) 等生物學(xué)各分支學(xué)科的研究證明為事實(shí)。 ? 古生物學(xué)： 化石記錄 為生物進(jìn)化提供了最直接的證據(jù)。年代越久遠(yuǎn)的生物化石，就保存在巖層的越底層。 ? 生物地理學(xué)： 是研究 動(dòng)物和植物地理分布 的學(xué)科。比如澳大利亞的袋狼、袋貓、袋飛鼠、食蟻袋獸分別與歐亞大陸上的狼、豹貓、鼯鼠、食蟻獸相互對(duì)應(yīng)，是由于澳大利亞的有袋類與歐亞大陸的有胎盤類具有共同的祖先，雙方從第三紀(jì)以來就長(zhǎng)期在地理上隔離，因此發(fā)生了各自獨(dú)立的進(jìn)化，也就是說它們來自于一個(gè)共同的祖先，有一個(gè) 共同的由來 ，它們之間具有一定的親緣關(guān)系。 ? 比較解剖學(xué)： 就是 比較不同物種之間的身體構(gòu)造 的學(xué)科。物種之間特定的解剖學(xué)相似性蘊(yùn)含著進(jìn)化史的證據(jù)。例如大家所熟知的人的手臂、雞的翅、海豚的鰭和蝙蝠的翼手，都是由共同的解剖學(xué)原型為適應(yīng)不同的功能而產(chǎn)生的變異形式。 ? 分子生物學(xué)： 通過比較 兩個(gè)物種之間某些基因序列的相似性 可以判斷它們是否來自于同一個(gè)祖先。黑猩猩和人類的總 DNA序列差異不到 2%，兩者 DNA序列有 98%以上是匹配的，反映出黑猩猩和人類由一個(gè)共同的祖先進(jìn)化而來，有著密切的親緣關(guān)系。 ? 比較胚胎學(xué)： 是對(duì)不同生物體發(fā)育過程中所出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較的學(xué)科，親緣關(guān)系相近的 生物體在胚胎發(fā)育階段形態(tài)相似 。因此也為生物進(jìn)化提供了重要證據(jù)。 小進(jìn)化 （ microevolution） 521 種群是小進(jìn)化的基本單位 522 種群內(nèi)的遺傳與變異 523 HardyWeinberg平衡定律 524 小進(jìn)化的機(jī)制 525 自然選擇 521 種群是小進(jìn)化的基本單位 概念 ? 小進(jìn)化與大進(jìn)化 :小進(jìn)化是指 種內(nèi)的個(gè)體和種群層次上 的進(jìn)化改變，大進(jìn)化是指 種和種以上分類群 的進(jìn)化。（古生物學(xué)家辛普孫， 1944） ? 生物學(xué)家研究 現(xiàn)生的生物種群和個(gè)體在短時(shí)間 內(nèi)的進(jìn)化改變，就是 小進(jìn)化 。生物學(xué)家和古生物學(xué)家在研究現(xiàn)代生物和古生物資料的基礎(chǔ)上，來研究 物種和種以上的高級(jí)分類群在長(zhǎng)時(shí)間 (地質(zhì)時(shí)間 )內(nèi) 的進(jìn)化現(xiàn)象，就是大進(jìn)化。 種群是小進(jìn)化的基本單位 ? 個(gè)體基因型終生不變，也不可能世代不變地延續(xù)；而種群作為有性生殖基本單位，在一定的時(shí)間內(nèi) 全部基因的總和是相對(duì)恒定 的。 ? 自然選擇對(duì)進(jìn)化的影響就體現(xiàn)在種群基因庫(kù)隨時(shí)間所發(fā)生的改變上。 以昆蟲抗藥性的進(jìn)化為例，一種新農(nóng)藥會(huì)殺死昆蟲種群中的大多數(shù)個(gè)體，但少數(shù)具有抗藥性基因的個(gè)體會(huì)生存下來并繼續(xù)繁殖，它們的后代也會(huì)具有抗藥性基因，因此，每經(jīng)歷一代，種群中的抗藥性基因在基因庫(kù)中所占比例都會(huì)增加，種群基因庫(kù)組成因此發(fā)生了改變。 因此，從小進(jìn)化角度來看， 種群是小進(jìn)化的基本單位 。 ? 種群 (populaIion) 遺傳學(xué)家 ：種群是可隨機(jī)互交繁殖的個(gè)體的集合。譯為 “群體 ”，又稱孟德爾群體。 生態(tài)學(xué)家： 種群為同一時(shí)期生活在同一地域的同種個(gè)體的集合。譯為 “種群 ”。 兩個(gè)定義所指往往是相同的，因此通稱為 種群 。 ? 同種個(gè)體之間不存在生殖隔離，但不同程度地理隔離，導(dǎo)
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